本发明涉及可溶球座,尤其涉及一种大通径低温可溶球座。
背景技术:
1、可溶桥塞在海上油井、深井、超深井、天然气井等各类油气井压裂作业中应用广泛,其中全金属可溶桥塞因具备可控自溶解性,无需作业后额外打捞而被较多采用。
2、但是,随着油气井施工深度增加及水平段长度延长,作业环境逐渐转向30—50℃的低温、低矿化度地层条件,现有可溶桥塞的设计已难以适配此类复杂场景;同时,现有技术中可溶桥塞还存在内通径、卡瓦结构、密封组件及触发连接结构等方面的设计缺陷,无法满足高效、稳定的压裂作业需求。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种大通径低温可溶球座,解决上述技术问题。
2、为实现上述目的,本发明提供了一种大通径低温可溶球座,包括:
3、用于与芯轴轴向装配的连接基体,所述连接基体上设置有受压力控制的卡接件,以对所述芯轴卡接固定;
4、一体式结构的卡瓦结构,所述卡瓦结构与所述连接基体固定,且套设在所述芯轴外部,所述卡瓦结构的开口处设置有密封件;
5、推动结构,所述推动结构为锥形,所述推动结构套设在所述芯轴外部且通过所述轴芯上的推筒沿轴向推动,所述推动结构的作用力输出端依次插入所述密封件和所述卡瓦结构内部,以使所述密封件径向张开密封所述油井套管,使所述卡瓦结构径向张开且与所述油井套管内壁锚定。
6、优选的,所述卡瓦结构的受力端的内壁与所述推动结构的外壁形状适配,使其仅能在所述推动结构的轴向推动力下径向张开。
7、优选的,所述卡瓦结构为管状体,且其外侧壁上周向嵌设安装有多个用于提高锚定稳固性的锚定凸起。
8、优选的,所述锚定凸起为陶瓷粒。
9、优选的,所述连接基体、所述卡瓦结构和所述推动结构均采用在30~50℃的环境下溶解的镁铝合金材质制成。
10、优选的,所述密封件为由镁铝合金材质制成的全金属密封环。
11、优选的,所述连接基体为引鞋,所述卡接件为丢手销钉,所述丢手销钉沿所述引鞋的径向装配在其内部,所述丢手销钉的端部与所述芯轴的外壁固定,且所述丢手销钉达到其径向受力阈值后断裂并解除对所述芯轴的固定,以启动丢手流程。
12、优选的,还包括启动销钉,所述启动销钉径向装配在所述卡瓦结构的受力端,以对所述推动结构止挡,且所述启动销钉达到其径向受压阈值后断裂并解除对所述推动结构的止挡,以启动锚定流程。
13、因此,本发明采用上述,具有的有益效果为:
14、1、该大通径低温可溶球座通过将连接基体、卡瓦结构、推动结构等核心部件以套设方式装配于芯轴外部,整体结构围绕芯轴布局,不额外占用过多径向空间,从而实现大通径,保障了高排量作业时的流体流通效率,便于后续工具顺利通过以提升作业连续性;结合低温可溶材质,作业后无需钻磨即可自动溶解,且内通径大,内壁较薄,可以更好的适应不同地层条件,加快溶解速度,提高作业效率;解决了传统球座因通径小限制高排量作业、阻碍后续工具通行,以及作业后需钻磨移除易损伤油井套管的问题,同时兼顾了密封锚定的可靠性与作业便捷性。
15、2、该球座采用的全金属密封环(镁铝合金材质),能忍耐井下高温、高压的性能远优于传统橡胶密封件,能在恶劣井下环境中保持稳定密封效果,且可与球座其他可溶部件同步在30~50℃环境下溶解;有益效果是既保障了密封的可靠性,避免井下流体泄漏影响作业,又能在作业后完全溶解无残留,不影响后续工序,同时金属材质的结构强度也提升了密封环的抗磨损能力;解决了传统橡胶密封件在井下高温高压环境下易老化、变形导致密封失效,以及溶解后残留橡胶碎屑堵塞地层、影响储层产能的技术问题,还兼顾了密封性能与可溶特性的协同性。
16、3、采用一体式卡瓦结构,基于其整体性强、结构强度高的特性,与连接基体固定后可避免分体式卡瓦因部件拼接产生的缝隙或松动问题,能更稳定地传递推动结构的轴向力;可在轴向推动力下实现均匀、同步的径向张开,确保与油井套管内壁的锚定更稳固、受力更均衡,减少局部应力集中导致的锚定失效风险,同时简化了装配流程,提升了整体结构的可靠性;解决了传统分体式卡瓦因各部分受力不均易出现局部脱落、锚定不牢,以及拼接缝隙易受井下流体侵蚀导致结构强度下降的技术问题,保障了高压作业环境下锚定功能的稳定性。
17、4、在卡瓦结构外侧设置锚定凸起(如陶瓷粒),利用凸起的高硬度特性,能显著增加卡瓦与油井套管内壁的摩擦力和咬合力,使卡瓦径向张开后更紧密地嵌入油井套管壁;可有效防止卡瓦在高压作业、流体冲击或井下震动时发生移位或滑脱,确保锚定状态稳定可靠,提升整体结构在复杂井下环境中的抗干扰能力;解决了传统卡瓦表面光滑导致与油井套管内壁贴合摩擦力不足、锚定易松动甚至失效的技术问题,保障了高压作业过程中球座的稳固定位。
18、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种大通径低温可溶球座,用于油井套管内,其特征在于:包括:
2.根据权利要求1所述的一种大通径低温可溶球座,其特征在于:所述卡瓦结构(2)的受力端的内壁与所述推动结构(3)的外壁形状适配,使其仅能在所述推动结构(3)的轴向推动力下径向张开。
3.根据权利要求2所述的一种大通径低温可溶球座,其特征在于:所述卡瓦结构(2)为管状结构,且其外侧壁上周向嵌设安装有多个用于提高锚定稳固性的锚定凸起(22)。
4.根据权利要求3所述的一种大通径低温可溶球座,其特征在于:所述锚定凸起(22)为陶瓷粒。
5.根据权利要求1所述的一种大通径低温可溶球座,其特征在于:所述连接基体(1)、所述卡瓦结构(2)和所述推动结构(3)均采用在30~50℃的环境下溶解的镁铝合金材质制成。
6.根据权利要求5所述的一种大通径低温可溶球座,其特征在于:所述密封件(21)为由镁铝合金材质制成的全金属密封环。
7.根据权利要求1所述的一种大通径低温可溶球座,其特征在于:所述连接基体(1)为引鞋,所述卡接件(11)为丢手销钉,所述丢手销钉沿所述引鞋的径向装配在其内部,所述丢手销钉的端部与所述芯轴的外壁固定,且所述丢手销钉达到其径向受力阈值后断裂并解除对所述芯轴的固定,以启动丢手流程。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种大通径低温可溶球座,其特征在于:还包括启动销钉(4),所述启动销钉(4)径向装配在所述卡瓦结构(2)的受力端,以对所述推动结构(3)止挡,且所述启动销钉(4)达到其径向受压阈值后断裂并解除对所述推动结构(3)的止挡,以启动锚定流程。